纯电动客车传动系统异响分析及控制

客

车

技

术

与

研

究第2期BUS

&

COACH

TECHNOLOGY

AND

RESEARCHNo.

2

202137纯电动客车传动系统异响分析及控制葛

敏1,石

魏2,彭再武1,罗宏亮1,熊琦玮1,张展展3(1.中车时代电动汽车股份有限公司，湖南株洲412000；

2.长沙中车智驭新能源科技有限公司，长沙410000；3.湖南工业大学机械工程学院，湖南株洲412000)摘

要：针对某纯电动客车在车速20

km/h左右时传动系统异响问题，通过传动系统部件替换排查来

确定故障部件为减速箱，通过整车与台架测试制定了下线测试标准。关键词：纯电动客车；传动系统；异响控制中图分类号：U469.

72；

U463.2

文献标志码：B

文章编号：1006-3331(2021)02-0037-03Analysis

and

Control

of

Abnormal

Sound

in

Transmission

System

of

an

Electric

BusGE

Min1

,

SHI

Wei2,

PENG

Zaiwu'

,

LUO

Hongliang1

,

XIONG

Qiwei1

,

ZHANG

Zhanzhan3(

1

.

CRRC

Times

Electric

Vehicle

Co.，

Ltd.，

Zhuzhou

412000，

China;2.

Changsha

CRRC

Intelligent

Control

and

New

Energy

Technology

Co.,

Ltd.,

Changsha

410000,

China

；3.

School

of

Mechanical

Engineering,

Hunan

University

of

Technology,

Zhuzhou

412000,

China)Abstract:

In

order

to

solve

the

problem

of abnormal

sound

in

the

transmission

system

of

an

electric

bus

at

the

speed

of

20

km/h,

the

authors

determine

the

reducer

as

the

faulty

assembly

by

replacing

the

transmis­sion

system

parts

for

trouble-shooting，

and

establish

the

standard

for

the

off-line

test

through

the

vehicle

and

bench

words:

electric

bus;

transmission

system

；

abnormal

sound

control某款纯电动客车在加速至20

km/h左右时车内

况为0

~60

km/h全油门加速。表1测试排查表序号1出现“嗡嗡”异响，引起客户抱怨［1-2］,初步怀疑为传

动系统发出。

本文对该款纯电动客车传动系统的异

响问题进行分析，找出异响部件,制定相应的控制方

法，

效果良好。异响源排查方案状态异响车（原主减）异响车（

新主减）异响车（

新主减）

更NVH工程师客户评价不可接受不可接受不可接受可接受可接受评价主减更换主减更换新电机不可接受不可接受不可接受可接受可接受21异响部件排查图1为该纯电动客车传动系统示意图。针对异

响问题，对异响车进行测试评价，同时找一辆噪声表

34换新电机对比电机良好车现良好的车进行对比分析。对传动系统的4个主要

良好车电机更换为5异响车电机再将良好车（异响部件进行替换排查，再进行整车试验,由专业NVH工

程师与客户一起对整车车内噪声进行主观评价［3-4］。

排查流程见表

1。6减速箱车电机）

减速箱更

换为异响车减速箱不可接受不可接受试验在纵坡不大于1%的干燥沥青路面进行，路

面等级为GB/T

7031—2005规定的A级，风速小于5

m/so测试时，关闭车窗和空调等电器件［5-6］，测试工基金项目：湖南省教育厅科学研究项目（18C0485）。作者简介：葛敏（1987—）,男，硕士;工程师;主要从事传动系统设计工作。7减速箱异响车（新主减+新电机）

减速箱更换为良好车减速箱可接受可接受

38客车技术与研究2021年4月通过以上排查得知,异响是随着原异响车的减速

箱调换而变动，故把异响的来源锁定为减速箱。2测试分析及下线标准制定2.

1整车测试分析分别在异响车和良好车的后部座椅处布置一个

声压计进行整车测试。测试工况及条件与第1部分

相同，声压采用A计权。试验车采集的噪声数据，通过软件数据处理，以传

动轴转速为基准，生成的噪声colormap图如图2所

示［7-8］。图中传动轴转速614

r/min对应车速20

km/h。

通过对比可知，(a)、(b)两图在80阶附近有明显差异,

异响车的第80阶噪声能量相对于良好车更加明显。2

200.0070.007.52(v邑m/p菇、牌專捧廉地480.000.00

匚二6

000.00■

0.00频率/Hz(b)良好车噪声colormap图图2

试验车噪声测试colormap图分别进行第80阶次切片，对比各自总体噪声，如

图3所示。可以通过阶次线跟总体噪声的距离来评

价该阶次对总体噪声的贡献。当阶次线距离总体线

最近时，异响车:Overall-第80阶噪声=

82.

58_75.

35

=

7.

23

dB(A)；良好车:Overall-第

80

阶噪声=

77.

23

-

62.

89

=

14.

34

dB(A)o(a)异响车车内噪声第80阶切片图传动轴转W-min-1)(b)良好车车内噪声第80阶切片图

图3总体噪声-第80阶切片图噪声差值的大小，可以直接反映某时刻下阶次能

量的大小。若阶次本身噪声差值大，则代表该阶次在

整体噪声中不突兀、增长较为线性，不易被人察觉。

由此可知,对比良好车,异响车的第80阶噪声对总体

噪声贡献更大。2.

2台架测试分析将两辆测试车的减速箱拆下,进行减速箱的台架

测试。其中对拖电机为6对极,72槽。测试工况:传

动轴600

r/min,扭矩1

400

N・m；声压计距离传动轴

0.

5

m。台架测试减速箱的噪声colormap图如图4所示。

对比(a)、(b)两图可知，异响箱的第80阶噪声更加

突出，而良好箱第80阶噪声并不明显。其中,72阶

为对拖电机阶次［9］o

第2期葛敏，石魏，彭再武，等:纯电动客车传动系统异响分析及控制39590.00(.SUI.J碱)擦挥®e180.000.00频率/Hz(a)异响箱噪声colormap图(.SUI(.J碱)vm稗p挥/K菸ell2

000.000.00频率/Hz(

b)

良好箱噪声

colormap

图图4台架噪声测试colormap图同样对台架噪声分别进行第80阶次切片，对比

各自总体噪声，如图5所示。同样对比第80阶与总

体噪声的最小差值,异响箱：Overall_第80阶噪声二

83.88-76.91=6.

97

dB(A)；良好箱：Overall_第

80

阶

噪声=

81.22-65.02

=

16.2

dB(A)。□F□F

-—…OverallOlder80.00

levelf:sf:s

((

20.0090.00^590.00传动轴转W-min-1)(a)异响箱噪声80阶切片图(V)H1竄P賢60.00590.00传动轴转速/(r・mirrl)(b)良好箱噪声80阶切片图

图5总体噪声-80阶切片图2.

3下线标准制定相同测试条件及工况下,再抽取3辆整车噪声表

现良好的减速箱和3辆整车噪声表现较差的异响减

速箱进行测试，并将第一次测试的结果汇总,测试结

果见表2o表2减速箱噪声测试结果

dB(A)总体噪声-80阶差值

均值良好箱

16.2

15.31

16.75 17.23

16.37异响箱

6.97 7.34

5.5

6.46

6.57该工况下，良好箱和异响箱总体噪声-第80阶噪

声均值分别是16.

37

dB(A)和6.

57

dB(A),取两者

中值(约为11.5

dB(A))作为台架下线测试阈值，即

前述差值逸该阈值为合格,反之则为不合格。采用总体噪声-第80阶噪声最小差值作为下线

测试标准,主要侧重对单个阶次噪声的考察，同时可

以兼顾总体噪声。如采用单个阶次噪声作为评价依

据,则需收集大量数据,制定每个转速对应的阈值，评

价效率相对较低。3结束语本文将总体噪声-第80阶噪声的差值11.5

dB(A)作为减速箱下线检测标准的阈值。使用该标

准阈值后,市场再无反馈20

km/h异响故障,异响问

题得到了有效解决。参考文献：[1] 夏勇，邹波，贺才春，等•某城市客车车内噪声试验与治理[J].客车技术与研究,2015,37(9)

：59_62.[2]

汤海洋，刘永•某客车低频噪音测试与改进[J].客车技术

与研究,2019,41(1):52-55.[3]

王茜影，谢小平，李阳，等•偏相干分析在客车降噪中的应

用[J].噪声与振动控制,2017,37(3)

：112_116.[4]

方源，章桐，冷毅，等•基于齿轮修形的电动车齿轮啸叫噪

声品质研究[J].振动与冲击,2016,35(9)

：123_128.[5]

黄家铭，田晋跃,陈治领•纯电动客车电机动力总成悬置系

统的优化设计[J].噪声与振动控制,2016,36(4)：108_

112.(下转第62页)

62客

车

技

术

与

研

究2021年4月应用还不多。可以找到的一个应用案例是瑞士的

HESS客车公司利用ABB的隔离型DC-DC变换器实

现的新架构无轨电车，如图4所示[10]。证明这种新

leybus

powertrain

system[

C].

IEEE,

ACEPT

2018

Proceed-

ings：373_378

•[3]

中华人民共和国建设部•无轨电车试验方法:CJ/T

5008_

1993[S].架构无轨电车技术在全世界来说都还很稀少，中国走

在了世界的前列。[4]

UNECE.

R107

Revision

3

2011.

10Uniform

provisions

con­cerning

the

approval

of

category

M2

or M3

vehicles

with

re­gard

to

their

general

construction[

S].[5]

UNECE.

R107

Revision

4

2014.

06Uniform

provisions

con­cerning

the

approval

of

category

M2

or M3

vehicles

with

re­gard

to

their

general

construction[

S]

•图4瑞士新型无轨电车动力系统架构[6]

UNECE.

R107

Revision

5

2014.

06Uniform

provisions

con­cerning

the

approval

of

category

M2

or M3

vehicles

with

re­gard

to

their

general

construction[

S]

•4结束语装备大功率隔离型DC-DC变换器的无轨电车

[7]

UNECE.

R107

Revision

6

2014.

06Uniform

provisions

con­cerning

the

approval

of

category

M2

or M3

vehicles

with

re­gard

to

their

general

construction[

S].技术是最新一代无轨电车技术。但是由于GB

13094—2017在绝缘耐压条款上存在的问题,严重阻

[8]

UNECE.

R107

Revision

6

Amendment

1

2015.06Uniform

碍了新架构无轨电车技术的应用和发展。基于此标

provisions

concerning

the

approval

of

category

M2

or

M3

vehi­cles

with

regard

to

their

general

construction[

S].[9]

CENELEC.

Railway

applications

_

rolling

stock

_

electric

e­准的评审结果往往会损失新架构无轨电车的技术优

势。建议相关部门参考UNECE

R107的修正文档加

快对GB

13094—2017进行修订，以推动新技术的发

quipment

in

trolley

buses

_

safety

requirements

and

current

collection

systems:

EN

50502-2015

[

S].[10]

Benedikt

Vogel.

Ein

Trolley,

Der

auchohne

oberleitung

Fahrt

[EB/OL].

[

2020

_07_01].

https:椅

www.

researchgate.

展。参考文献：[1]

全国汽车标准化技术委员会.客车结构安全要求：GB

net/publication/327701576_Ein_Trolley_der_auch_ohne_

Oberleitung_fahrt.13094—2017[S].北京：中国标准出版社,2017：49_53.[2]

ZHU

Xuejun.

A

dual_active_bridge

converter

for

novel

trol­收稿日期：2020-07-02(上接第39页)[6]

葛敏,郭晗,于海生，等.基于齿轮修形的混合动力变速箱

[8]

胡鸿飞，董经鲁，张勇，等•基于阶次跟踪的某纯电动客车

齿轮啸叫研究[J].振动与冲击,2018,37(21)：227_232,

239.的噪声源识别[J].客车技术与研究,2019,42(4)

：56_58.[9]

林福，左曙光,吴旭东，等•基于阶次分析的永磁同步电机

[7]

王泽贵，周益，周观鹏，等•变速器啸叫声与下线台架振动

噪声源识别[J].农业工程学报,2016,32

(17)

：69_76.的相关性试验研究[J].振动与冲击,2012,31(23):180-

184.收稿日期：2020-05-29